Способ заправки транспортных средств сжатым природным газом

 

Изобретение относится к области обслуживания транспортных средств. Способ заправки транспортных средств сжатым природным газом включает прибытие передвижного газозаправщика с заправочной колонкой на место сбора и заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, и заправку транспортных средств сжатым природным газом через заправочную колонку с использованием дожимного компрессора, смонтированного на оборудованной колесной ходовой частью и выдвижными поворотными опорами индивидуальной раме, на которой смонтированы ресивер, дополнительная заправочная колонка и двигатель внутреннего сгорания, работающий на сжатом природном газе и являющийся приводом дожимного компрессора, имеющего по меньшей мере два входных и два выходных коллектора с узлами подключения передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа. Входные и выходные коллекторы и узлы подключения передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа к дожимному компрессору оснащены запорной арматурой, позволяющей регулировать поступление сжатого природного газа на заправочные колонки и в ресивер дожимного компрессора и обеспечивать перекачку сжатого природного газа между секциями баллонов одного газозаправщика или разных газозаправщиков. Изобретение повышает эффективность. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области эксплуатации транспортных средств, а именно к эксплуатации автомобильного транспорта и тракторной техники, работающих на сжатом природном газе, и может быть использовано в местах интенсивного транспортного движения, например в сельской местности при проведении посевных и уборочных работ.

В настоящее время в эксплуатации находится значительный парк транспортных средств, работающих на сжатом природном газе. В состав указанного парка входят такие распространенные типы автомобилей и тракторов, как грузовой автомобиль ЗИЛ-431620, тракторы К-701 и МТЗ-82 и т.д.

Известен способ заправки транспортных средств сжатым природным газом, основанный на системе стационарно размещенных автомобильных газонаполнительных компрессорных станций. При данном способе заправки транспортные средства, нуждающиеся в газомоторном топливе, прибывают на автомобильную газонаполнительную компрессорную станцию, где и производится их заправка сжатым природным газом (см. Гриценко А.И., Боксерман Ю.И., Васильев Ю.Н. и др. Газовое моторное топливо. - М.: ВНИИгаз, 1992, 170-176 с.).

Основным недостатком данного способа заправки транспортных средств сжатым природным газом является то, что радиус действия транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, становится зависимым от расстояния между автомобильными газонаполнительными компрессорными станциями и (или) от величины пробега транспортного средства на одной заправке сжатым природным газом при условии, что транспортные средства обязаны возвращаться на автомобильную газонаполнительную компрессорную станцию для заправки.

Известен способ заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, с использованием передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа (см. Васильев Ю.Н., Гриценко А.И., Чириков К.Ю. Газозаправка транспорта. - М.: Недра, 1995, 217-232 с.).

Недостатком данного способа заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, является то, что в баллонах для хранения сжатого природного газа передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа остается неиспользованным значительное количество сжатого природного газа - до 50% объема его заправки. Кроме того, при способе заправки с использованием передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа снижается объем заправки самого транспортного средства, работающего на сжатом природном газе, из-за постепенного выравнивания давления сжатого природного газа в системе "секции баллонов для хранения сжатого природного газа передвижного газозаправщика - баллоны транспортного средства".

В качестве прототипа выбран способ заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, с использованием передвижного газозаправщика с компрессорным отбором сжатого природного газа (см. заявка РФ на изобретение 97110958/28, кл. 6 В 60 Р 1/00). Передвижной газозаправщик с компрессорным отбором сжатого природного газа оснащен не только заправочной колонкой, секциями баллонов для хранения сжатого природного газа, но и дожимным компрессором. Данный дожимной компрессор совместно с заправочной колонкой и с секциями баллонов размещен непосредственно на транспортной раме передвижного газозаправщика с компрессорным отбором сжатого природного газа.

В соответствии с этим способом заправка транспортных средств сжатым природным газом производится следующим образом. Передвижной газозаправщик с компрессорным отбором сжатого природного газа прибывает на удаленное от автомобильной газонаполнительной компрессорной станции на назначенное место сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, и посредством заправочной колонки производит заправку транспортных средств сжатым природным газом с использованием дожимного компрессора. При этом приводом дожимного компрессора служит электрический двигатель, работающий при подключении к линии электропередачи, или двигатель внутреннего сгорания тягача передвижного газозаправщика. Заправка сжатым природным газом самого передвижного газозаправщика с компрессорным отбором сжатого природного газа осуществляется непосредственно на автомобильной газонаполнительной компрессорной станции.

Недостатком данного способа заправки транспортных средств сжатым природным газом является то, что при значительном потреблении сжатого природного газа в качестве моторного топлива, например, в сельской местности при проведении посевных и уборочных работ, появляется потребность в частой заправке сжатым природным газом самого передвижного газозаправщика с компрессорным отбором сжатого природного газа на автомобильной газонаполнительной компрессорной станции. Для этого передвижной газозаправщик с компрессорным отбором сжатого природного газа с определенной частотой покидает назначенное место сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, направляется непосредственно на автомобильную газонаполнительную компрессорную станцию, заправляется сжатым природным газом и возвращается на место сбора и заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе. При движении передвижного газозаправщика с компрессорным отбором сжатого природного газа на автомобильную газонаполнительную компрессорную станцию и обратно, на назначенное место сбора и заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, он вместе с секциями баллонов для хранения природного газа осуществляет постоянную транспортировку и дожимного компрессора, который при заправке передвижного газозаправщика с компрессорным отбором сжатого природного газа на автомобильной газонаполнительной компрессорной станции не используется. Кроме того, учитывая то, что вес дожимного компрессора может достигать веса одной секции баллонов для хранения сжатого природного газа, общий вес передвижного газозаправщика с компрессорным отбором сжатого природного газа становится существенным препятствием для его движения по дорогам и мостам, имеющим ограничения как по массе транспортного средства, так и по фактической нагрузке на какую-либо из осей ходовой части транспортного средства.

Технический эффект предложенного изобретения заключается в простоте организации заправки транспортных средств сжатым природным газом, в увеличении радиуса действия транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, в исключении "холостого" пробега транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, связанного с их движением на автомобильную газонаполнительную компрессорную станцию для заправки и обратно, к месту выполнения работ, в повышении эффективности использования передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, в ликвидации простоя дожимного компрессора, в увеличении расхода сжатого природного газа на автомобильной газонаполнительной компрессорной станции за счет заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, находящихся на значительном удалении от автомобильной газонаполнительной компрессорной станции.

Поставленная цель достигается тем, что способ заправки транспортных средств сжатым природным газом, включающий в себя прибытие передвижного газозаправщика с заправочной колонкой на место сбора и заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, и заправку транспортных средств сжатым природным газом через заправочную колонку с использованием дожимного компрессора, согласно изобретению осуществляется посредством дожимного компрессора, смонтированного на оборудованной колесной ходовой частью и выдвижными поворотными опорами индивидуальной раме, на которой также смонтированы ресивер, дополнительная заправочная колонка и двигатель внутреннего сгорания, работающий на сжатом природном газе и являющийся приводом дожимного компрессора, имеющего по меньшей мере два входных и два выходных коллектора с узлами подключения передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, причем входные и выходные коллекторы и узлы подключения передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа к дожимному компрессору оснащены запорной арматурой, позволяющей регулировать поступление сжатого природного газа на заправочные колонки и в ресивер дожимного компрессора и обеспечивать перекачку сжатого природного газа из любой секции баллонов для хранения сжатого природного газа в любую другую секцию баллонов для хранения сжатого природного газа одного передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, а также из секций баллонов для хранения сжатого природного газа одного передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа в любую секцию баллонов для хранения сжатого природного газа другого передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, причем для заправки используется ресивер дожимного компрессора, соединенный посредством дополнительных трубопроводов с одним из выходных коллекторов дожимного компрессора, при этом объем ресивера дожимного компрессора равен полутора объемам заправки наиболее нагруженного транспортного средства, работающего на сжатом природном газе, а давление сжатого природного газа в ресивере дожимного компрессора равно давлению сжатого природного газа в секциях баллонов для хранения сжатого природного газа полностью заправленного передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенное отличие".

Ниже приводится конкретный порядок осуществления заявляемого способа.

На основе анализа объемов ожидаемых транспортных и других видов работ с использованием транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, и с учетом расстояния до ближайшей автомобильной газонаполнительной компрессорной станции назначается место сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе. При этом место сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, назначается в максимальной близости к участку с наиболее интенсивным транспортным движением и ведением других видов работ с использованием транспортных средств, работающих на сжатом природном газе.

На территории назначенного места сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, выполняется вертикальная планировка грунта, организуются въезды и выезды с этой территории, оборудуются противопожарные посты. Кроме того, для исключения возможной неравномерной осадки выдвижных поворотных опор индивидуальной рамы с дожимным компрессором, ресивером для него и двигателем внутреннего сгорания, являющимся приводом дожимного компрессора, и, следовательно, крена самой индивидуальной рамы от вибрации, возникающей при работе дожимного компрессора, на назначенном месте сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, подготавливается специальная площадка для установки этой индивидуальной рамы.

В полевых условиях, где зачастую отсутствуют линии электропередач, двигатель внутреннего сгорания, работающий на сжатом природном газе и являющийся приводом дожимного компрессора и установленный на индивидуальной раме, будет единственным источником электроэнергии для единого блока управления и контроля за работой дожимного компрессора, ресивера для него и двигателя внутреннего сгорания и для освещения назначенного места сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе. При этом топливо для двигателя внутреннего сгорания поступает непосредственно из ресивера дожимного компрессора через регулирующую аппаратуру. Сам ресивер дожимного компрессора посредством дополнительных трубопроводов соединяется с выходным коллектором и находится в заправленном состоянии так, что давление сжатого природного газа в ресивере дожимного компрессора равно давлению сжатого природного газа в секциях баллонов для хранения сжатого природного газа полностью заправленных передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа. Объем ресивера дожимного компрессора назначается равным полутора объемам заправки наиболее нагруженного транспортного средства, работающего на сжатом природном газе, что обеспечит как заправку наиболее нагруженного транспортного средства, работающего на сжатом природном газе, так и резерв сжатого природного газа для работы двигателя внутреннего сгорания, являющего приводом дожимного компрессора.

Индивидуальная рама с дожимным компрессором, ресивером для него и двигателем внутреннего сгорания, являющимся приводом дожимного компрессора, с помощью тягача транспортируется на назначенное место сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, и устанавливается на выдвижные поворотные опоры. Затем, с использованием этого же тягача или одновременно с транспортировкой индивидуальной рамы, но использованием другого тягача транспортируется первый передвижной газозаправщик с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа непосредственно с автомобильной газонаполнительной компрессорной станции на назначенное место сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе. При этом, благодаря меньшим массам как индивидуальной рамы с дожимным компрессором, ресивером для него и двигателем внутреннего сгорания, являющимся приводом дожимного компрессора, так и передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, а также благодаря меньшим фактическим нагрузкам на какую-либо из осей их ходовых частей, тягач с указанными прицепами может двигаться по дорогам и мостам с ограниченной несущей способностью.

Далее коллектор передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, установленного на назначенном месте сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, подсоединяется к узлам подключения входного и выходного коллекторов дожимного компрессора, создавая тем самым единую технологическую систему "дожимной компрессор - ресивер дожимного компрессора - как минимум, один передвижной газозаправщик с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа".

При этом тягач, завершив работу по установке первого передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, направляется за вторым передвижным газозаправщиком с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, находящимся на заправке сжатым природным газом на автомобильной газонаполнительной компрессорной станции.

Далее, после подсоединения коллектора передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа к узлами подключения входного и выходного коллекторов дожимного компрессора для обеспечения заправки транспортных средств сжатым природным газом производится открытие соответствующей запорной арматуры коллектора передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа и соответствующей запорной арматуры узлов подключения входного и выходного коллекторов дожимного компрессора в порядке, определенном технологией работы технологической системы "дожимной компрессор - ресивер дожимного компрессора - как минимум, один передвижной газозаправщик с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа". Все эти работы по потребности выполняются с использованием энергии работающего двигателя внутреннего сгорания, являющегося приводом дожимного компрессора.

Транспортные средства, работающие на сжатом природном газе, перемещаясь по территории назначенного места сбора и последующей их заправки через организованные въезды и выезды, заправляются либо от заправочных колонок передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, либо от, как минимум, одной заправочной колонки ресивера дожимного компрессора. При этом дожимной компрессор обеспечивает как максимальное опорожнение секций баллонов для хранения сжатого природного газа передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, так и полную заправку транспортных средств, работающих на сжатом природном газе.

Заправка транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, выполняется по следующим вариантам: 1. Единая система "дожимной компрессор - ресивер дожимного компрессора - как минимум, один передвижной газозаправщик с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа" заправляет транспортные средства бескомпрессорным способом за счет высокого давления сжатого природного газа в баллонах секций передвижного газозаправщика и в ресивере дожимного компрессора; 2. Единая система "дожимной компрессор - ресивер дожимного компрессора - как минимум, один передвижной газозаправщик с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа" заправляет транспортные средства компрессорным способом, причем дожимной компрессор перекачивает природный газ из каких-либо секций баллонов для хранения сжатого природного газа передвижного газозаправщика в одну любую секцию баллонов для хранения сжатого природного газа этого же передвижного газозаправщика, а также в ресивер дожимного компрессора, поддерживая в одной секции баллонов для хранения сжатого природного газа передвижного газозаправщика и в ресивере дожимного компрессора давление, необходимое для заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе.

3. Единая система "дожимной компрессор - ресивер дожимного компрессора - как минимум, два передвижных газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа", причем, как минимум, один передвижной газозаправщик с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа работает по компрессорному способу заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе. В данном варианте дожимной компрессор перекачивает природный газ из каких-либо секций баллонов для хранения сжатого природного газа первого передвижного газозаправщика в одну, любую секцию баллонов для хранения сжатого природного газа второго передвижного газозаправщика, а также в ресивер дожимного компрессора, поддерживая в одной секции баллонов для хранения сжатого природного газа второго передвижного газозаправщика и в ресивере дожимного компрессора давление, необходимое для заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе.

4. Заправка транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, производится за счет сжатого природного газа, накопленного в ресивере дожимного компрессора, вначале по бескомпрессорному способу, затем - по компрессорному способу отбора сжатого природного газа. Этот вариант заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, применяется как резервный.

По любому из рассмотренных вариантов предлагаемого способа заправки транспортных средств сжатым природным газом замена передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, их транспортировка на автомобильную газонаполнительную компрессорную станцию для заправки сжатым природным газом и возвращение на назначенное место сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, производится тягачом, работающим на сжатом природном газе, причем один тягач при предлагаемом способе заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, приходится, как минимум, на два передвижных газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа. При увеличении потребности в сжатом природном газе дополнительно в работу могут быть включены, как минимум, два передвижных газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа и один тягач. При назначении дополнительного числа передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа и тягачей для них также учитывается время движения тягача с передвижным газозаправщиком с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа до автомобильной газонаполнительной компрессорной станции и обратно, до назначенного места сбора и последующей заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, а также время заправки самого передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа.

Формула изобретения

1. Способ заправки транспортных средств сжатым природным газом, включающий в себя прибытие передвижного газозаправщика с заправочной колонкой на место сбора и заправки транспортных средств, работающих на сжатом природном газе, и заправку транспортных средств сжатым природным газом через заправочную колонку с использованием дожимного компрессора, отличающийся тем, что дожимной компрессор смонтирован на оборудованной колесной ходовой частью и выдвижными поворотными опорами индивидуальной раме, на которой также смонтированы ресивер, дополнительная заправочная колонка и двигатель внутреннего сгорания, работающий на сжатом природном газе и являющийся приводом дожимного компрессора, имеющего по меньшей мере два входных и два выходных коллектора с узлами подключения передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, причем входные и выходные коллекторы и узлы подключения передвижных газозаправщиков с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа к дожимному компрессору оснащены запорной арматурой, позволяющей регулировать поступление сжатого природного газа на заправочные колонки и в ресивер дожимного компрессора и обеспечивать перекачку сжатого природного газа из любой секции баллонов для хранения сжатого природного газа в любую другую секцию баллонов для хранения сжатого природного газа одного передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа, а также из секций баллонов для хранения сжатого природного газа одного передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа в любую секцию баллонов для хранения сжатого природного газа другого передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для заправки используется ресивер дожимного компрессора, соединенный посредством дополнительных трубопроводов с одним из входных коллекторов дожимного компрессора.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что объем ресивера дожимного компрессора равен полутора объемам заправки наиболее нагруженного транспортного средства, работающего на сжатом природном газе, а давление сжатого природного газа в ресивере дожимного компрессора равно давлению сжатого природного газа в секциях баллонов для хранения сжатого природного газа полностью заправленного передвижного газозаправщика с бескомпрессорным отбором сжатого природного газа.